大体量地下室顶板混凝土裂缝修复技术与应用_董诗洋.pdf

HOUSING AND REAL ESTATE住宅与房地产169文/Article 董诗洋 黄 晨大体量地下室顶板混凝土裂缝修复技术与应用摘要：随着人们对地下空间资源的不断开发与利用，大体量地下室施工项目显著增加，由于混凝土材料具备强度大、耐久性强及成本低廉等众多应用优势，在该类施工项目中得到普遍应用。但是混凝土材料也有抗拉能力不足的缺点，在大体量地下室顶板混凝土施工中，往往存在裂缝问题。因此，文章在分析混凝土裂缝修复具体方法的基础上，以实际工程案例详细探讨混凝土裂缝修复技术在大体量地下室顶板施工中的具体应用，并对其裂缝成因进行分析，进而提出裂缝防治与施工控制措施，以供参考。关键词：大体量地下室；顶板混凝土；裂缝修复技术混凝土是各类建设项目中必不可少的施工材料，但是受混凝土自身质量、环境温度差异及施工技术水平等诸多原因的影响，混凝土裂缝问题在各类建设项目中也极为常见。由于混凝土裂缝会随着时间的推移而不断恶化，一旦出现混凝土裂缝，就必须进行有效修复，否则会引发更加严重的不良后果。在大体量地下室工程施工中，如果地下室顶板出现混凝土裂缝，会危及整个上部结构的安全性，因此很有必要进行混凝土裂缝修复技术及其防治措施的分析研究。1 混凝土裂缝修复方法分析混凝土结构裂缝成因并展开有效修复，力求使混凝土浇筑质量和性能恢复如初，是混凝土工程建设的质量要求。目前，国内在混凝土结构裂缝修复方面已经有了比较成熟的方法和技术，基本上可以达到对混凝土结构裂缝修复的预期效果，从而能够保障整体工程质量。1.1 置换法置换法是混凝土结构裂缝修复技术中的一项重要方法，利用置换法对混凝土结构裂缝进行修复的主要对象是那些已经基本结构失效或裂缝程度非常严重的混凝土结构，而且修复效果非常良好。它的作业方式是确定结构破损的混凝土结构部位，然后通过专业手段替换这些部位，把碎裂失效的混凝土结构清理掉，用新混凝土材料进行弥补，以达到修复裂缝的目的。具体操作方法是对裂缝区域进行彻底清理，对清理完成的区域结构表面实施打毛处理，打毛完成后用高压水枪对整片区域冲洗干净，不得有任何杂质或油污残留，之后灌入质量优良的混凝土拌和料，进而完成修复作业。置换法混凝土结构裂缝修复技术虽然效果良好，但是操作流程烦琐，操作难度较大，作业周期比较长，在施工进度方面会带来不利影响。1.2 填充法填充法能修复混凝土结构裂缝主要针对结构水平面部位的裂缝，裂缝宽度越大，修复效果就越好。填充法的具体操作是用于修复裂缝的材料向混凝土结构水平面裂缝部位直接灌入，如果裂缝宽度没有达到 0.3 mm，使用这种方法就须提前在待修复裂缝部位开凿 V 形或 U 形凹槽，便于后续灌入修复作业材料。修复前观测裂缝内部，若裸露的钢筋已经有锈蚀现象产生，开凿作业还要拓宽和加深，让锈蚀钢筋完全暴露出来，认真仔细、完全彻底地除去钢筋表面全部锈迹，在钢筋上涂抹防锈剂，灌注作业材料为聚合物水泥砂浆。这种方法的适用范围比较有限，对小范围裂缝非常有效，但是作业过程可能伤及部分建筑物结构，在重要承重建筑物结构中不宜使用。1.3 灌浆法适用灌浆法修复技术的建筑混凝土结构裂缝，主要住宅与房地产HOUSING AND REAL ESTATE170ARCHITECTURE FORUM建筑 论坛是渗漏裂缝。这种混凝土结构裂缝修复技术需要高压机械的配合，提前配备好修复作业材料，通过高压压力把材料压入裂缝，达到修复裂缝，提升混凝土结构整体质量性能的目的。灌浆法裂缝修复技术的传统方式有两种，即水泥灌浆和化学灌浆。如果待修复裂缝宽度很窄，化学灌浆作业方式比较适用，可取得很好的防水效果，有效防范裂缝内部钢筋出现锈蚀现象的可能，缺陷是黏结力不够。水泥灌浆作业法针对的是比较大的裂缝，较之化学灌浆作业法修复过的混凝土结构裂缝，在黏结力方面有了很大提升，作业环境气候潮湿条件下也可使用，而且可人为控制凝结时长，在细微裂缝修复方面收效显著，缺陷是要求作业人员具备高超的施工技术，修复完成会给混凝土整体结构质量带来一定影响。1.4 表面修补法表面修补法修复裂缝技术，要求混凝土结构的整体强度没有被破坏，实施裂缝修复主要是为了让混凝土结构的防水性和经久耐用性能进一步提高。这种方法分为两种，即完全修复和骑缝修复，对宽度没有超过 2 cm 的裂缝比较适用。这种方法的优点是操作过程简便易行，缺陷是如果裂缝深度较大，则修复效果难以达到预期的防水和经久耐用性能要求。1.5 结构加固法结构加固法裂缝修复技术针对的作业对象是那些已经破坏了整体结构承载能力的重度裂缝，目的是利用这种方法对承载能力受到损伤的部位再次补强。这种方法也分为两种：（1）外包钢加固法，这种修复技术适用于作业过程要求不得对原有结构截面面积进行增大的情况，可实现有力提升截面承载力的效果；（2）加大截面加固法，这种方法能修复混凝土结构的梁体和构造柱裂缝，具体操作是对裂缝混凝土结构区域以混凝土材料对其进行再次外围包装，提高整体承载能力。2 大体量地下室顶板混凝土裂缝修复技术应用案例2.1 工程概况以某建筑小区工程为例，其建筑总面积接近 14 万 m2，整体楼层为 33 层地上部分和 1 层地下部分，框剪结构形式，其中，地下室标高 5.4 m，地上一层标高 335 m，剩余楼层标高均为 3 m，整体建筑基础为机械钻孔灌注桩施工技术。施工过程地下室顶板混凝土结构有裂缝产生，裂缝成因和主要类型如下。2.2 地下室顶板混凝土裂缝成因造成地下室顶板混凝土结构出现裂缝的原因是多方面的，环境温湿度、混凝土结构收缩、施工材料质量性能、施工过程技术应用及混凝土材料配比和设计方案的不足等，都有可能导致裂缝产生，其中最主要的原因是温度应力。（1）裂缝情况。该工程裂缝集中区域是堆放材料位置，预留洞口和地下室公共区域的顶板，地下室顶板位于主楼区域的混凝土结构没有多少裂缝。裂缝出现时间集中在夏秋交换季节；具体的时间点则是完成后浇带混凝土浇筑作业之后断断续续产生的。（2）设计缺陷。工程设计方案在进行地下室顶板钢筋混凝土结构设计时，须对顶板所有区域的温度和收缩应力进行准确核算，在此基础上依据专业标准增设构造筋，具体到该工程，地下室顶板的配筋形式是双层双向上下标准规格钢筋网，配筋率完全达到国家技术标准，缺陷是钢筋设计间距太大。如果调整为间距较小的钢筋网，则会取得更好的配筋效果。同时钢筋网中的间距最大区域达到了 230 mm，但是地下室顶板构造设计中没有伸缩缝，后浇带也达到了 60 m 的间距，与国家行业技术标准不符，从而导致裂缝产生。（3）施工质量缺陷。混凝土浇筑作业过程中振捣作业没有达到技术标准的密实度，施工缝的设置和处理都不符合技术标准，养护作业没有落实到位。（4）温差裂缝。混凝土结构裂缝的常见裂缝成因之一是温差裂缝，常见诱因如下：水泥材料在搅拌过程中必然会有内部水化热温差产生，在选择工程水泥材料时还须以中低度热量水泥材质为宜，尽量不采用高热量水泥材质；混凝土浇筑作业完成后，结构内部和外部因天气原因出现温差，尤其在夏季作业时，温差表现剧烈，进而产生温差裂缝；因拆除模板导致温差裂缝产生，地下室顶板的混凝土浇筑作业必须在模板支护结构支持下才能进行，模板支护前后会有不同的温度数据，这是温差裂缝的直接诱因，需要在模板支护作业时同步做洒水降温处理。HOUSING AND REAL ESTATE住宅与房地产171（5）配合比不合理。地下室顶板构造在实施混凝土浇筑作业过程中，环境温度过高，振捣作业量大，泵管须来回频繁移动，会影响作业效率。混凝土材料运输车辆到场需要等待很长时间才能卸料，为防止混凝土材料堵塞泵管或车内凝固，商品混凝土的水灰比和外加剂都有不同程度地所提高，虽然不会对混凝土整体强度造成过多影响，但是高温环境下凝结会产生温度裂缝。2.3 裂缝防治措施对该工程地下室顶板混凝土结构裂缝成因进行分析总结发现，裂缝的成因多种多样，需要采取有效措施加以控制。具体步骤如下：（1）对需要修复的裂缝区域进行确认，制定作业流程；（2）搭设 4 m 高组装脚手架和立人架；（3）在顶板底部标记裂缝确切位置设置醒目标识；（4）以专业金属切割机切割裂缝，打磨混凝土结构表面碳化层和裂缝边缘装修层；（5）混凝土结构的切割裂缝以快干水泥严密封闭，预留直径为 3 mm 的孔洞；（6）次日以专业结构胶涂抹快干水泥外层，确保较高的粘贴强度，自然养护方式实施 2 d 养护作业；（7）进行上述作业步骤，须提前于切割裂缝内埋设专业尼龙管，埋设具体操作是顺着裂缝走向从裂缝一头开始，与混凝土顶板呈35角以 1 000 mm 间距向另一头埋设；（8）取二组分改性 A/B 低黏结度环氧树脂胶均匀搅拌，向压力注浆泵倾倒，实施预埋尼龙管压胶作业；（9）压胶作业由裂缝一头位置开始向另一头递进，保持接近 0.1 MPa 的压力数据，观察尼龙管出胶则立即封堵，所有尼龙管照此办理直到结束，确认裂缝注满胶体并对尼龙管严密封闭。2.4 施工控制措施（1）控制浇灌温度。保证混凝土浇筑作业过程振捣作业全程实时跟进，通过振捣确保混凝土材料的内部温度散发殆尽，浇筑作业最好在晚间或阴天天气条件下进行，避免阳光照射带来的不利影响，减少混凝土材料受热量。完成浇筑振捣作业的混凝土结构须洒水遮阳，确保浇灌过程的温度控制。（2）坍落度控制。要确保混凝土材料质量性能达标，需要保持较低的坍落度，但是泵送作业会遇到困难，泵管也非常容易发生堵塞，造成混凝土材料质量下降。对混凝土材料质量和泵送作业的实际需要进行综合考量，以 120 150 mm 坍落度为混凝土材料初入泵管时的标准数据，这个数据区间能够大幅度节约施工的水泥用量，同时也可以有效降低混凝土材料的总温升和收缩率，使抗拉强度进一步提高。（3）混凝土浇灌。如果混凝土浇筑作业赶在夏季施工，环境气温太高易导致损坏振动器，作业前期准备工作时须配置足够数量的振动棒备用。振捣作业须严格控制振捣走向，要保证混凝土结构的密实度，不得有漏振现象。（4）混凝土表面处理。完成混凝土浇筑作业 2 3 h 后，严格依据工程设计标高对混凝土材料表面实施刮平作业，赶在初凝期结束之前 1 2 h，对混凝土结构表面进行多次碾压和后续打磨，观察混凝土材料出现收水现象即予以搓平，避免收水裂缝的产生。混凝土浇筑作业完成之后，须以塑料薄膜或草帘等对表面实施全覆盖。待混凝土浇灌完毕，需用塑料或者草帘对混凝土进行覆盖处理，以防止混凝土结构表面温度快速升高，以及避免在降雨天气影响下，使终凝完成的混凝土结构表面变形。覆盖作业从混凝土结构的一头开始递进完成，过程中不得破坏混凝土结构表面完整性。完成覆盖作业后向草帘洒水降温，洒水作业须注意控制洒水强度，以不破坏混凝土结构表面完整性为原则。3 结束语总而言之，混凝土裂缝问题的危害是极其严重的，在大体量地下室工程施工中，更需要对混凝土裂缝问题给予高度重视，探索大体量地下室顶板混凝土裂缝修复技术的具体应用，在为同类工程施工提供技术参考的同时，促进大体量地下室工程施工技术水平和综合实力的提升，推动建筑行业的良性发展。（作者单位：中国建筑第五工程局有限公司）参考文献1 关天松.基于温度效应分析的超长地下室混凝土结构裂缝控制 D.广州:广州大学,2014.2 耿鹏飞.现浇钢筋混凝土楼板裂缝控制措施及修复方法 J.工程技术研究,2020,5(24):129-130.